LeetCode：经典题之2、445 题解及延伸

系列目录

88.合并两个有序数组
52.螺旋数组
567.字符串的排列
643.子数组最大平均数
150.逆波兰表达式
61.旋转链表
160.相交链表
83.删除排序链表中的重复元素
389.找不同
1491.去掉最低工资和最高工资后的工资平均值
896.单调序列
206.反转链表
92.反转链表II
141.环形链表
142.环型链表
21.合并两个有序列表
24.两辆交换链表中的节点
876.链表的中间节点
143. 重排链表
2.两数相加
445.两数相加II

2. 两数相加

🌟链表

原题链接

C++
若未特殊标明，以下题解均写用C++

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}*     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}*     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {// 定义一个 tail 让其移动// 这里head 充当一个 💂ListNode *head = nullptr, *tail = nullptr;int carry = 0;// l1 或 l2 存在 while (l1 || l2 || carry) {// 这里不能写成——要进行一个 数据类型的转化// int sum = carry + l1->val + l2->val;int n1 = l1 ? l1->val : 0;int n2 = l2 ? l2->val : 0;int sum = carry + n1 + n2;// head 不存在，初始化新链表if (!head) {// 小数点向前挪一位，只取个位，进位(十位)通过 carry记录head = tail = new ListNode(sum % 10);} else {tail->next = new ListNode(sum % 10);// 记得更新 tailtail = tail->next;}// 取整得到 carry 进位位 carry = sum / 10;if (l1) l1 = l1->next;if (l2) l2 = l2->next;}//	// l1 和 l2 都遍历完了 还有多余的进位//  if (carry > 0)//      tail->next = new ListNode(carry);// 这两行可以并在while中return head;}
};

445. 两数相加 II

🌟 (反转)链表+递归+栈

原题链接

思路
有了上一题的启发，我们可以先将逆序相加的两个链表，反转过来相加，再反转回去并返回

C++
若未特殊标明，以下题解均写用C++

方法一 反转链表+递归

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}*     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}*     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}* };*/
class Solution {
// class类 默认 private
//private:ListNode* reverseList(ListNode* head) {// pre-preserve	cur-current nxt-next        ListNode *pre = nullptr, *cur = head;while (cur) {ListNode *nxt = cur->next;cur->next = pre;pre = cur;cur = nxt;}return pre;}ListNode *addTwo(ListNode* l1, ListNode* l2) {ListNode *head = nullptr, *tail = nullptr;int carry = 0;while (l1 || l2) {int n1 = l1 ? l1->val : 0;int n2 = l2 ? l2->val : 0;int sum = carry + n1 + n2;// 初始化新链表if (!head) {    head = tail = new ListNode(sum % 10);} else {tail->next = new ListNode(sum % 10);tail = tail->next;}// 更新进位位carry = sum / 10;// 别忘了更新 l1、l2if (l1) l1 = l1->next;if (l2) l2 = l2->next;}// 溢出的进位位处理if (carry > 0)tail->next = new ListNode(carry);return head;}public:ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {l1 = reverseList(l1);l2 = reverseList(l2);auto l3 = addTwo(l1, l2);// 将l1 和 l2 反转过来相加；再将所得的结果反转回去return reverseList(l3);}
};

写法二

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}*     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}*     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}* };*/
class Solution {
private:ListNode* reverseList(ListNode* head) {// pre-preserve	cur-current nxt-next ListNode *pre = nullptr, *cur = head;while (cur) {ListNode *nxt = cur->next;cur->next = pre;pre = cur;cur = nxt;}return pre;}ListNode* addTwo(ListNode* l1, ListNode* l2) {int carry = 0;ListNode *tail = nullptr, *head = nullptr;while (l1 || l2 || carry) {int n1 = l1 ? l1->val : 0;int n2 = l2 ? l2->val : 0;int sum = n1 + n2 + carry;if (!head) {head = tail = new ListNode(sum % 10);} else {tail->next = new ListNode(sum % 10);// 别忘了更新 tailtail = tail->next;}carry = sum / 10;if (l1) l1 = l1->next;if (l2) l2 = l2->next;} // while_endreturn head;}public:ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {l1 = reverseList(l1);l2 = reverseList(l2);auto l3 = addTwo(l1, l2);return reverseList(l3);}
};

思路：
借助栈逆序处理所有数位

方法二 栈

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}*     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}*     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {stack<int> s1, s2;while (l1) {s1.push(l1->val);l1 = l1->next;}while (l2) {s2.push(l2->val);l2 = l2->next;}int carry = 0;// 用于 反转链表ListNode *res = nullptr;while (!s1.empty() or !s2.empty() or carry) {int a = s1.empty() ? 0 : s1.top();int b = s2.empty() ? 0 : s2.top();// 逻辑删除栈顶元素if (!s1.empty()) s1.pop();if (!s2.empty()) s2.pop();int sum = a + b + carry;carry = sum / 10;sum %= 10;// 可用 auto 代替 ListNode*auto node = new ListNode(sum);// 反转链表 node->next = res;res = node;}return res;}
};

栈

遵循后进先出(LIFO, Last In First Out)的原则
主要用于存储数据元素，这些数据元素被称为栈项(Stack Items)

基本操作

Push(推入)：将一个新元素添加到栈的顶部
Pop(弹出)：从栈的顶部移除一个元素，并返回该元素的值如果栈为空，则弹出操作可能会失败或引发错误
Top(顶部)：返回栈顶元素的值，但不移除它
IsEmpty(是否为空)：检查栈是否为空
Size(大小)：返回栈中元素的数量

实现

栈可以用数组或链表来实现在C++中，通常使用标准模板库(STL)中的std::stack容器来实现栈

应用

栈在计算机科学中有广泛的应用，包括函数调用(调用栈)、表达式求值(如后缀表达式)、括号匹配、深度优先搜索(DFS)等在操作系统中，栈也用于保存局部变量和返回地址在C++中，当函数被调用时，其参数和局部变量通常被存储在调用栈上

示例：

#include <iostream>  
#include <stack>  int main() {  std::stack<int> myStack; // 创建一个空的int类型栈  // Push元素到栈中  myStack.push(1);  myStack.push(2);  myStack.push(3);  // 显示栈顶元素  std::cout << "栈顶元素: " << myStack.top() << std::endl; // 输出: 3  // 弹出并显示栈顶元素  std::cout << "弹出的元素: " << myStack.pop() << std::endl; // 输出: 3  // 显示栈的大小  std::cout << "栈的大小: " << myStack.size() << std::endl; // 输出: 2  // 检查栈是否为空  if (myStack.empty()) {  std::cout << "栈为空" << std::endl;  } else {  std::cout << "栈不为空" << std::endl; // 输出: 栈不为空  }  return 0;  
}